2024届高考化学二轮专题复习与测试第一部分专题六物质结构与性质考点四晶体结构与性质.docVIP

考点四晶体结构与性质

1．不同晶体的特点比较

项目

离子晶体

金属晶体

分子晶体

共价晶体

概念

阳离子和阴离子相互作用而形成的晶体

通过金属离子与自由电子之间的较强作用形成的晶体

只含分子的晶体

相邻原子间以共价键相结合而形成空间网状结构的晶体

晶体微粒

阴、阳离子

金属阳离子、自由电子

分子

原子

微粒之间作用力

离子键

金属键

分子间作

用力

共价键

物理性质

熔、沸点

较高

有的高(如铁)、有的低(如汞)

低

很高

硬度

硬而脆

有的大、有的小

小

很大

溶解性

一般情况下，易溶于极性溶剂(如水)，难溶于有机溶剂

钠等可与水、醇类、酸类反应

极性分子易溶于极性溶剂；非极性分子易溶于非极性溶剂

不溶于任何溶剂

2.晶体类别的判断方法

(1)依据构成晶体的微粒和微粒间作用力判断。

由阴、阳离子形成离子键构成的晶体为离子晶体；由原子形成的共价键构成的晶体为共价晶体；由分子依靠分子间作用力形成的晶体为分子晶体；由金属阳离子、自由电子以金属键形成的晶体为金属晶体。

(2)依据物质的分类判断。

①活泼金属氧化物和过氧化物(如K2O、Na2O2)，强碱(如NaOH、KOH)，绝大多数的盐是离子晶体。

②部分非金属单质、所有非金属氢化物、部分非金属氧化物、几乎所有的酸、绝大多数有机物的晶体是分子晶体。

③常见的单质类共价晶体有金刚石、晶体硅、晶体硼等，常见的化合物类共价晶体有SiC、SiO2、AlN、BP、GaAs等。

④金属单质、合金是金属晶体。

(3)依据晶体的熔点判断。

不同类型晶体熔点大小的一般规律：共价晶体离子晶体分子晶体。金属晶体的熔点差别很大，如钨、铂等熔点很高，铯等熔点很低。

(4)依据导电性判断。

①离子晶体溶于水及熔融状态时均能导电。

②共价晶体一般为非导体。

③分子晶体为非导体，但分子晶体中的电解质(主要是酸和强极性非金属氢化物)溶于水时，分子内的化学键断裂形成自由移动的离子，也能导电。

④金属晶体是电的良导体。

(5)依据硬度和机械性能判断。

一般情况下，硬度：共价晶体离子晶体分子晶体。金属晶体多数硬度大，但也有较小的，且具有延展性。

3．晶体熔、沸点的比较

(1)共价晶体。

eq\x(原子半径越小)→eq\x(键长越短)→eq\x(键能越大)→eq\x(熔、沸点越高)

如熔点：金刚石碳化硅晶体硅。

(2)离子晶体。

①衡量离子晶体稳定性的物理量是晶格能。晶格能越大，形成的离子晶体越稳定，熔点越高，硬度越大。

②一般地说，阴、阳离子的电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，离子间的作用力就越强，离子晶体的熔、沸点就越高，如熔点：MgONaClCsCl。

(3)分子晶体。

①分子间作用力越大，物质的熔、沸点越高；但具有分子间氢键的分子晶体熔、沸点反常得高。如H2OH2TeH2SeH2S。

②组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，如SnH4GeH4SiH4CH4。

③组成和结构不相似的物质(相对分子质量接近)，分子的极性越大，其熔、沸点越高，如CON2。

④在同分异构体中，一般支链越多，熔、沸点越低，如正戊烷异戊烷。

(4)金属晶体。

金属离子半径越小，所带电荷数越多，其金属键越强，熔、沸点就越高，如熔、沸点：NaMgAl。

4．晶胞

(1)常见共价晶体结构分析。

晶体

晶体结构

结构分析

金刚石

①每个碳原子以4个共价单键对称地与相邻4个碳原子结合，形成正四面体结构；

②键角均为109°28′；

③最小碳环由6个C组成且6个C不在同一平面内；

④每个C参与4个C—C的形成，C原子数与C—C数之比为1∶2；

⑤密度＝eq\f(8×12g·mol－1,NA×a3)(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)

SiO2

①每个Si与4个O以共价键结合，形成正四面体结构；

②每个正四面体占有1个Si，4个“eq\f(1,2)O”，因此二氧化硅晶体中Si与O的个数比为1∶2；

③最小环上有12个原子，即6个O，6个Si；

④密度＝eq\f(8×60g·mol－1,NA×a3)(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)

SiC、

BP、

AlN

①每个原子与另外4个不同种类的原子形成正四面体结构；

②密度：

ρ(SiC)＝eq\f(4×40g·mol－1,NA×a3)；

ρ(BP)＝eq\f(4×42g·mol－1,NA×a3)；

ρ(AlN)＝eq\f(4×41g·mol－1,NA×a3)

(a为晶胞边长，NA为阿伏加德罗常数)

(2)常见分子晶体结构分析。

晶体

晶体结构

结构分析

干冰

①每8个CO2构成1个立方体且在6个面的面心又各有1个CO2；

②每个CO2分子周围紧邻的CO2分子有12个；

③密度＝eq\f(4×44g·mol－1,NA×a3)(a为晶胞边长，NA为阿伏